車床刀架可靠性試驗關鍵技術研究
2020-2-3 來（lái）源：沈陽機床（chuáng）股份有限公（gōng）司 作者：孔祥誌， 郭智春
數控刀架是數控車床的核心部件，其可靠性及（jí）精度穩定性是數控車床的（de）重要技術指標（biāo），目前數控車床約1/4的故障源於數控刀架領域（yù）。可靠性（xìng）是產品綜合性能反（fǎn）映的指標，反映了產品質量的優劣，我國國產數控刀架與國外產品相比，技術指標偏低（dī）、可靠性差、故障率高、精度保持性差（chà），並直接影響國產數控車（chē）床整機產品的性能（néng），影響車床的加（jiā）工效率及加工精度（dù），以及客戶滿意度，成為製約我國車床品發展的瓶頸。研究（jiū）數控刀架的可靠性及其試驗（yàn）方法，找出影（yǐng）響數控刀架（jià）可靠性、精度保持性（xìng）和性能穩定性的故障原因，分析薄弱環節，提出改進與控製（zhì）措施，有利（lì）於提高我國國（guó）產（chǎn）數控刀架的可靠性，並促進數控車床行業的發展（zhǎn）.
1 、刀（dāo）架可靠性試驗總體流程設（shè）計
1.1 實驗流程
圖1為數（shù）控刀架可（kě）靠性試驗的總體試驗流程（chéng）設計。1）刀架運車試驗主要檢測刀架的功能指標是否（fǒu）滿足設計要求，該階段故障不計入考核（hé），但需要進行故障處理（lǐ），並（bìng）及時恢複正常工作狀態；2）刀架（jià）技（jì）術指（zhǐ）標檢（jiǎn）測，該（gāi）階段（duàn）需要（yào）檢測刀架的定位精度、承載能力及（jí）剛度、轉位（wèi）時間等技術參數；3）加載試驗，該階段模擬刀架工作（zuò）切（qiē）削力（lì）進行試驗加載（zǎi）；4）空轉試驗，進（jìn）行（háng）各種換刀動作（zuò），模擬刀架換刀轉位，此階段不施加切削力。
1.2 故障記（jì）錄
表1為可靠性試驗故障記（jì）錄表。主（zhǔ）要記錄（lù）刀架編號、試驗日期、試驗時間、操作、故障、工作循環周期等。
2 、刀架功能檢測和技術指標檢測
2.1 刀架功能檢測
刀架主（zhǔ）要的（de）功能檢測指標如表2所（suǒ）示。
刀架裝配、電（diàn）氣連接、液壓連接主要（yào）檢查是否按圖樣要求正確裝配，裝配出錯及由此（cǐ）帶來的故障不計入考（kǎo）核。通過控（kòng）製器檢查電動機的正反轉、速度、加速（sù）度、角位移等參數（shù）。刀架轉位過程中，要保證驅動齒輪係的背向間（jiān）隙在合理範圍內。刀架在鎖緊鬆開過程中，要（yào）保（bǎo）證軸（zhóu）向竄動間隙在合理範圍內。接近開關檢測（cè）刀架的（de）鎖緊鬆開時（shí）間。刀架功能檢測還需要檢查刀架冷卻液（yè）管路是否正常工作，是否有漏水現象。
2.2 刀架技術（shù）指標檢測
刀架技術指（zhǐ）標檢測主要包括：精度檢測、轉（zhuǎn）位（wèi）時間檢測、承載能力檢測。技術指標要滿足國家（jiā）標準要（yào）求及產品設計要求。技術指標（biāo）檢測需在運車試驗、加載試驗、空載試驗完成後各（gè）檢一次。精度檢測需依據國家（jiā）標準執行，轉位時間和承載能力按（àn）照不同刀架製造企業的（de）設計要求進行檢測。
3 、試驗方法
3.1 精（jīng）度檢測
精度檢測要求依據（jù）國家標準GB/T 20960-2007, 數控臥式轉塔刀架進行。主要檢測項目（mù）有：G1（定心軸徑的徑向（xiàng）跳動）；G2（軸肩（jiān）支（zhī）撐麵的端（duān）麵跳動）；G3（軸肩支撐麵對底麵的垂直度）；G4（重複定位（wèi）精度）；G5（工具孔軸（zhóu）線在工作位置的偏移）；G6（工具孔軸線在工作位（wèi）置的平行度）；G7（刀槽（cáo）在工作位置的偏移）；G8（工具安裝麵對基準的平行度）；G9（工具安裝麵（miàn）在工作位置的偏移（yí））。
3.2 轉位時間檢測
轉位時間通過驅動器（qì）讀取電動機參數檢測。如圖2為某實驗（yàn）實測數據。按設（shè）計要求檢測單步（30°和45°）分度（dù）時間和（hé）任意角度分度（dù）時間。同時讀取命令位（wèi）置、反饋位置、位置誤差、電動（dòng）機轉速信息。
3.3 承載能力檢測
如圖3為刀架承載能力檢測試驗台模型、檢測原理、檢測實例的示意圖。載荷通過液壓千（qiān）斤頂施加（jiā），並通過指（zhǐ）示表讀取載荷大小，變形量通過千分表讀取。
按照（zhào）刀架設計要（yào）求，需要檢測刀架的切（qiē）向承載能力（圖（tú）3左列（liè））和徑向承載（zǎi）能力（圖3右列）。徑向載荷要分（fèn）別考慮徑（jìng）向壓載荷和徑向拉載（zǎi）荷下的刀架承載能力和剛度（dù）。
4 、結 論（lùn）
設計了刀架可靠性試驗的總體試驗流程（chéng）以及故障記錄表。提出了刀架電氣、液壓、驅動器（qì）、間隙、接近開關、冷卻（què）係統功能檢測的檢測要求，分析了精度、轉位時間、承載能力技術指標檢測的檢測方法。給出精度、轉位時間、承載能力檢測的試驗要求和試驗方法。
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